Axel bygger VTOL 2024

[Ålänning]

Intressant bygge. :-) Trä-VTOL är next step efter EPO. :-D

Vikten påverkar egentligen bara stallspeed på en sån där.

Det där med att böja balsa... töm på vatten från vattenkokaren nästa gång du böjer en balsabit, låt torka.

Det med att ha vinklade fästen för quad-motorerna har sina fördelar, men på en VTOL så är det bara att sätta nosen mot vinden, sen upp i luften och iväg samt tvärtom vid landning. SÅ kort tid i hovringsläget. Skapar väl istället bara luftmotstånd när du flyger om de är vinklade.

Har själv två VTOL på byggbord just nu, Ardupilot i bägge. :-)

[Axbri]

Jag får prova varmvatten någon gång också.

Jo, för kommersiella VTOLs är det absolut så. Hålla nosen mot vinden och hovra kort tid. Men detta är ju en maskin för nöjesflygning. Det är ju kul om den går att hovra längre tid också, och snurra runt lite. Tänk typ "backande förbiflygning i låg fart"

Att det kanske blir lite mer luftmotstånd i vanligt flygläge gör inte så mycket. Min foamie-prototyp hade en flygtid på 30-40 minuter i flygplansläge, och mer än så behövs inte i mitt fall.

Så kul! Du får göra en egen tråd och lägga upp lite bilder och info. Eller åtminstone när de är klara

[Axbri]

Bygge av fenor. De görs också tjocka, likt stabilisatorn. Jag byggde dem på varandra för att få dem likadana. Sidrodren är bara bakkantlister.



Sedan dags för servofästen. Jag kommer använda EMAX ES3351 eftersom de bara är 9 mm tjocka, digitala, vinkelfästen medföljer, och de var ganska billiga. Jag började att laminera ihop balsa - plywood - balsa. Plywooden i mitten är för att ha något stadigt att skruva fast servona i. Sedan fick CNC maskinen fräsa ut hålen.



Luckan på kroppen har också fått hake fram, styrflärpar och magneter baktill. Sitter riktigt stadigt nu, ingen risk att den flyger av.

[Axbri]

Lysdioder i fenorna. Beacons. Rött ljus som kommer blinka.

Använde tre st små ytmonterade lysdioder. De är små, ca 3x4 mm. Jag 3D printade små plastbitar av transparent PLA som de limmades in i.

De lyser starkt, över 0.5W per fena. Detta är inte bara för mörkerflygning, de kommer synas även dagtid när solen skiner.

Fenorna kommer så klart slipas och rundas mer senare.

[obodin]

Kul bygge, beacons blir stiligt. Fråga - varför två-delat höldroder, kommer höjdrodret användas som extra skevroder?

[Axbri]

Det delade höjdrodret är bara för redundans. Så att jag inte tappar all höjdroderverkan om ett servo går sönder. De kommer röra sig exakt lika.

Nu är plattan med islagsmuttrar för montage av vingen på plats. Det är M5 och jag kommer använda nylonskruv.



Här kommer några fler bilder på provmontering av stjärtpartiet också. Ska slipas mer.



Sedan kabeldragning i yttervingarna. Jag använder 9 poliga D-sub kontakter som "automatiskt" kopplas in när man sätter på vingarna. Första gången jag testar just denna lösningen. Det blev bättre än jag hade hoppats på! De kommer perfekt mitt för varandra eftersom kolfiberrören styr upp det, och spryglarna de är monterade i är CNC frästa med hög precision.

Det är nästan att jag tror att friktionen i kontakterna skulle räcka för att hålla vingarna på plats också. Men det vågar jag inte chansa på, det var aldrig tanken. Jag har dock en liten plan för det också nu...

Kablarna i varje vinghalva är till skev-servot (3 trådar) och landningsljus, navigeringsljus samt blixtljus. Belysningen går på 12V och har gemensam plus. Alltså totalt 4 tråder.

[Ålänning]

Det med hovrandet och kunna vrida runt, där är det väl just vridmomentet som uppstår när propellrarna roterar åt olika håll som gör att hela quaden/VTOLn roterar. Ju mer du lutar propellrarna, desto sämre blir den verkan? Eller tänker jag fel? Men om du lutar propellrarna så blir downwashen utåtriktad så vinden inte dorvar på mot grejer under och så det skapar "självstabilitet". Så tänker jag. Men tillika... jag har en gammaldags tricopter också med servo som vrider bakre motorn så propellern lutar, där funkar din princip. För trött för att tänka nu, men blir det samma? :-D "Skriver högt" så det kanske är så jo. Men jag vet inte varför tex DJI har inåtlutning på sina stora multicoptrar, om det inte är för att undvika turbulens mot det som hänger under. Jag har byggt 1 meters lunsar (multicoptrar) som roterar rätt snabbt utan vinklade motorer. Lutar dina motorer in mot centrum/CG, eller lutar de bara mot centerlinjen/kordan? (intressant ämne)

Det med luftmotståndet menade jag att propellrarna lutar och "syns" i vinden när allt flyger framåt, men de borde dra sig på så sätt att de utgör minst luftmotstånd så det spelar ju inte mycket roll.

Bägge jag bygger är inte mina, den ena, en BEV FireFLY6 är testplattform jag och ett företag haft skoj med från 2014 som uppgraderas nu och då och får allt för lite tid. Men har pysslat på den nu under mars och det återstår bara lite inställningar. Jag hittade ju en projekttråd på detta forum också, men glömt uppdatera:
https://www.rcflyg.se/forum/showthre...FireFLY6/page4
Här är samma bygge på "lokala" forumet där det står lite mer... men jag har inte antecknat nåt sedan sista inlägget.
http://forum.motorportalen.net/viewt...p?f=71&t=12637
Den använder elevons för att lindra rotationen i yaw-planet.
Den har flugit en del och har funkat fint, snyggaste VTOL på marknaden.

Den andra är en dubbelt tyngre bjässe som det tyvärr inte kommer finnas en byggtråd på. Den är tänkt användas som arbetshäst av ett företag. Så gott som färdigbyggd, men inte klart konfigurerad än. Senaste åren har ju det mesta kunna utföras med vanliga DJI Mavics, men de har sina begränsningar de också. Så kul att bygga bara! ;-)

Delade höjdrodret... inte ofta servon går sönder... men när de gör det så kan de ibland fara iväg till fullt utslag och då blir det skruv på stjärten? Slå om till hovringsläget direkt nåt händer skulle vara ett alternativ. Vissa har dubbla servon på samma roder. Jag tycker höjdrodret är för litet?

MPX-kontakter är annars populära, fast D-Sub nog används här och där. Bäst är att ha redundans med dubbla pins per signalkabel och ibland kanske även strömkabel. Kontakter glappar efter ett tag, men sällsynt... eller "når inte fram".

Hur många graders anfallsvinkel har du på vingen? 2 grader?

Ditt bygge rullar på, ser bra ut! Sabla kul! :-) Ska bli kul se premiären, på film! :-D

Jag och en till lokal flygare sökte förut efter ett träkit för nåt "UAV" eller FPV-flyg, men det fanns det inte många. Strongt att bygga själv, testa och få VTOL att funka och sen förfina det till träflyg. Bra jobbat!

[Axbri]

Det här med vinklingen av motorerna kommer bli tydligare senare. Jag ska göra en bättre förklaring då. Vinklingen på detta bygget skiljer sig också från mitt prototyp-plan.

Men jag är ganska säker på att vinklingen av motorerna på DJI Mavic mm är av exakt samma anledning som jag vinklar här, för ökad yaw-auktoritet, inte för stabilitet.

Jag har varit med om servon som pajat flera gånger, olika fabrikat och typer. Minst en gång har jag kraschat ett flygplan pga höjdroderservo som dog i luften, därför vill jag ha redundans! Däremot har jag aldrig varit med om ett servo som farit i ändläget när det pajer, de brukar bara stanna där de är för tillfället.

MPX-kontakter har jag faktiskt aldrig provat själv, men jag mängder med D-sub så därför blir det att jag använder dem. MPX kan vara lite svåra att limma hör jag hört? som sagt, inte provat. D-sub kan man ju skruva fast. Alla kontakter kan ju bli en felkälla. Dubbla viktiga stift är bra, dock gjorde jag inte det här, jag vara lite lat...

Ja, det är nog ca 2 grader anfallsvinkel. Bommarna kommer sitta platt mot undersidan av vingen, som är platt undertill. Profilen jag använder är ganska lik Clark-Y, som lutar ca 2-3 grader.

Bygget fortsätter. Jag har fixat kablage i mittendelen av vingen för skevroderservon och belysning. Sedan ett par spryglar till bara för att hålla uppe profilen på klädseln lite mer.



Har också gjort flärparna som krokar i spantet i kroppen och håller fast vingen.



Även demonterat prototyp-planet nu. Nästan all elektronik flyttas därifrån.

[Axbri]

En sista provmontering nu när flygmaskinen är färdig för beklädnad. Två veckor efter byggstart

Vikten ligger nu på 1015 gram. Lite tungt kanske, men det gör inget. Prototypen hade en flygvikt på ca 2200 g, och det gör inget om denna blir några hundra gram tyngre än det. Denna har bättre vinge, antagligen lägre luftmotstånd, och 195 cm spännvidd istället för 180 cm. Vingytan är 39 dm² så om man räknar med en flygvikt på 2500 g så blir vingbelastningen ca 64 g/dm² vilket jag skulle säga är helt acceptabelt.



Här syns islagsmuttar för skruvarna som håller fast bommarna. De har lite pilliga att få dit. Jag fick ta bort en bit av framkantlisten för att komma åt. Skulle satt dit dessa tidigare så klart, men det gick ju bra så här också.



I nosen monteras airspeed-sensorn. Ett prandtlrör och en difftryckgivare för att autopilotsystemet ska veta exakt hur fort flygplanet flyger. Sensorn är viktig för att att själva övergångarna mellan flygning och hovring ska fungera pålitligt i alla typer av förhållanden, vind mm. Framförallt är det ju viktigt att hovringsmotorerna inte stängs av i för låg hastighet så flygplanet riskerar att stalla.

[Axbri]

Beklädnad...

[Axbri]

Då var alla delar färdigklädda. Majoriteten av beklädnaden som användes är från Hobbyking, inköpt för flera år sedan. Lite småbitar av Oracover också. All platsfilm var bitar jag hade sedan tidigare, inget är köpt till just detta flygplanet. Tanken med färgtemat är mest att inte efterlikna några kommersiella UAVer, därför ville jag inte göra den helt vit eller grå eller liknande.



Motorspantet målade jag med svart hobbyfärg, lite för pilligt att komma åt att stryka på film där. Tyvärr gick det lite för fort, så jag glömde limma in krokarna som håller vingen på plats innan jag klädde ovansidan, så det var bara att skära upp igen och fixa. Blev ju bra ändå.



Sedan rodergångjärn. Här använde jag gångjärns-ark i plast som klipptes till lagom stora bitar. Bara att skära skåror och trycka in. Efter provpassning sätter jag in dem halvvägs och lägger en droppe lättflytande CA-lim på båda sidorna på alla gångjärnen samtidigt och trycker in rodret på plats.



Roderhornen tillverkade jag av tun plywood. Skar ut dem med min CNC färs. En liten skåra gjordes med kniv i balsan, roderhornen slipades lite spetsiga i nedkant, sedan limmades de fast med 30 min epoxy. Min tanke är att använda små kullänkar både vid servona och roderhornen för att få till ett nästan helt glappfritt linkage.

[Flygsmurfen]

Snyggt färgschema. Det kommer att synas bra.
Vad är det för gångjärnsark du använder ?

// Mats W

[Axbri]

Gångjärnsarket är ett gammalt ifrån Hobbyking. Vet inte ens om det går att få tag på längre. Lite synd att de aldrig har något på lager i Europa längre...

Så här gör jag stötstänger:




Jag använder M2 kullinkar. Dessa finns på MBS Models. De är gjorda för att gängas på en stötstång i metall med M2 gänga. Jag börjar med att borra upp dem till 2 mm. Stötstängerna gör jag av 2 mm kolfiberstav.

De kapas till rätt längd och rundes lite i ändarna. Jag slipar även till ändarna lite försiktigt så att limmet biter bättre. Detta gör jag med kapskiva på roterande multiverktyg, lägsta varvtalet. Kolfiber är mycket ohälsosamt, använd skyddsutrustning!

Dessa två stötstängerna ska vara 75 mm långa totalt, vilket innebär 60 mm längd på själva kolfiberstängerna.

Efter provmontering och kontroll av längden så limmar jag dem med 30 minuters epoxy. Det kanske är lockande att limma med CA-lim istället med det ska man undvika eftersom det blir sprödare och kan spricka/lossna. Epoxy är bättre här.

Därefter kan de skruvas på plats med M2 skruv och mutter. Här är det viktigt att använda Loctite/gänglåsning, annars kommer de skaka loss med tiden.

De här stötstängerna blir väldigt lätta och starka, och helt glappfria. De är så klart inte justerbara, men varför ska man ha det? stötstängernas längd bestäms av avståndet mellan rodergångjärnet och servoaxeln, och även lite av vilken geometri man vill ha. Men det är ju känt och ändras inte. Servoarmen placerar man i splinesen som är närmast det rätta, och därefter justerar man det sista i radion, eller i detta fallet, programvaran i flightcontrollern.

[Axbri]

Limning av stabilisator och fenor. Dessa limmas med trälim och förstärks med tandpetare som fungerar som "plugg".



Sedan kablage till stjärtservon och beacons. Nu monteras även lyftmotorerna monteras med de 3D printade fästena. Jag använder riktigt tunna kablar till signalerna och allt där strömmen är låg, för att spara vikt. Matningen till servona för lita kraftigare kablar. Alla de här synliga kablarna får också kabelstrumpor som skydd, och för att det ska se prydligt ut.



Många kablar blir det...



Jag monterar 4 in 1 ESCn för lyftmotorerna och kretskortet som styr LED belysningen direkt under vingen. På så sätt blir det mindre antal kablar som måste ha kontakter. Gjorde små 3D printade skruv-fötter för kretskorten som limmades i trät. En XT60 kontakt för ström till lyftmotorerna och en kompakt 15 polig D-sub för övriga signaler.



Belysnings-systemet är ett kretskort jag gjort själv. Det är praktiskt taget en Arduino Uno och 6 transistorer/belysningskanaler som kan styra grupper av lysdioder. Med en enda servosignal kan jag tända och styra all belysning i flera steg.

Och till sist några fler översiktsbilder på flygplanet:

[Axbri]

Installation av elektroniken i flygkroppen. En Mateksys H743 Wing V3 flight controller. Till den ansluts radiomottagaren, en liten ELRS mottagare med antennen dirrekt på kretskotet, också från Mateksys. Jag gillar Mateksys eftersom de gör hårdvara av bra kvalité. Har aldrig haft problem med dem.

Fartreglaget till flygmotorn är ett BLheli32 från Aikon som jag har moddat med en extra liten kylfläns. BLheli reglagen kan bli ganska varma eftersom de är så små. De klarar inte strömmen som står på dem kontinuerligt, inte i en flygplanskropp iaf, kanske om de sitter och kyls under propellern på armen på en drönare... Jag gillar ändå att använda BLheli på flygplan eftersom de är fullt konfigurerbara, och ganska prisvärda också.

GPS och airspeed sensorn ansluts med CAN-BUS till flygcontrollern. Det är kanske lite onödigt, jag hade kunnat koppa dem dirrekt via serieport och i2c som vanligt, men det är kul att testa tekniken. Smidigt med bara fyra trådar till nosen också. CAN-BUS (eller DroneCAN som protokollet heter) är intressant teknik. Det kan användas till så mycket mer. Men kan även styra servon och sådant över detta. Tänk t.ex möjligheten att ha både GPS och sensorer och servon i en vinge där allt styrs över ett par signalkablar.



Flight controllern monteras med kardborreband med klister från Biltema. Använder detta även till mycket annat i kroppen. Det sitter stadigt, går att ta loss och flytta om man vill, och det ger lite naturlig vibrationsdämpning till flight controllern också.

[Axbri]

Nu har det gått över 2 veckor sedan jag skrev något här. Så det är kanske dags för en uppdatering.

Jag fick lite problem med ett servo i en av fenorna. Jag tror det var jag som råkade ta död på det genom att skicka en felaktig signal till det. Servot fick av misstag sin PWM-signal skickad med 400Hz istället för 50Hz som det ska bara. Servot var plötsligt helt dött bara, det har inte råkat gå i ändläge och gått sönder mekaniskt eller liknande. Hursomhelst, det var bara att skära upp beklädnaden igen och köpa ett nytt och byta det.

Jag har flyttat runt utgångs-signalerna lite på flightcontrollern jämfört med hur jag hade det på prototyp-planet. Detta kommer göra det möjligt att köra "Bidirectional-Dshot" till lyftmotorerna. Då kan fartreglagen skickat tillbaka information om motorvarvtal till flightkontrollern som kan användas för att dynamiskt justera vibrations-filter mm. Jag vet inte hur stor nytta detta gör på en sådan här farkost, men det gör nytta på mindre FPV-drönare och liknande. Ska testa i alla fall.

Så här kan det se ut när man ställer in fartreglagen. Pilarna visar vilken riktning jag vill ha, och numreringen ska stämma med hur de är inkopplade i flight controllern så klart. Jag brukar använda ett "blheli 4 way interface" för att ställa in rotationsriktning och andra inställningar. Kopplar in fartraglegen ett och ett till det. Då slipper jag hålla på med "passtrough" som kan vara lite jobbigt i just ArduPilot.



Här kommer en bild på kablaget i vingen. Allt är kopplat via 2 kontakter, en XT60 för motorström, och en kompakt 15-polig D-sub för alla signaler.



4 in 1 ESCn för lyftmotorerna kommer antagligen bli ganska varm. Jag tror det kommer behöva aktiv kylning med fläkt. Men jag har det i åtanke och ska provflyga lite först. Jag kan montera en fläkt i kroppen som blåser upp på denna om det behövs.

I övrigt så är flygfarkosten helt klar för provflygning nu! Alla inställningar i flightcontrollern är gjorda också. Väntar bara på bättre väder.

[Axbri]

Kom på att jag aldrig visade min lösning för att hålla fast vingarna.

Gjorde små sprintar som går genom små hål i kolfiber-rören. Själva metallpinnarna är 2 mm pianotråd, de sitter fast i en 3D printad del som också har en magnet. Bredvid hålen under beklädnaden sitter också magneter som dessa fastnar mot. 3D printade i gul plast så man förhoppningsvis hittar dem när man tappar dem i gräset.

Lösningen uppfyller mina krav eftersom den inte väger för mycket, är helt verktygslös, var inte allt för jobbig att bygga, och det går att montera vingarna på några få sekunder.



Fortfarande inte provflugit modellen. Dåligt väder denna våren, men nu är det nära...